JP2008232364A - 液封防振装置 - Google Patents

Abstract

【目的】薄肉部を設けたインシュレータを有する液封防振装置において、主たる振動の入力方向とこれに直交する方向のバネ比を改善するとともに耐久性を向上させる。
【構成】エンジンマウント１の主液室を構成するインシュレータ３において、中心の振動入力部４を通って直径方向へ横断する厚肉部１２を帯状に設け、その長手方向を前後方向にして配置し、中央には厚肉の剛体被覆部１２Ｃを設ける。厚肉部１２の左右には、略半円状の薄肉部１１，１１を設ける。厚肉部１２は外周部１２Ａと中央側拘束部１２Ｂの各幅が一致しているので、前後方向の振動入力に対するバネを、上下、左右方向における各バネよりも大きくし、各方向のバネ比を改善する。また剛体被覆部１２Ｃの肉厚を１．７ｍｍ以上とし、この部分を自由に動きやすくして厚肉部１２の自由長を増大させ、拘束部１２Ｂへの応力集中を防いで耐久性を向上させる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、エンジンマウント等に使用される防振装置に係り、特に薄肉部を有するインシュレータを用いる場合において耐久性を向上させたものに関する。

自動車用のエンジンマウント等に使用する防振装置として、液室の一部を構成する略ドーム状のインシュレータを備え、このインシュレータの中央部に設けられた振動入力部から主たる振動が入力されるように構成された液封防振装置が知られている。
また、インシュレータの肉厚を相対的に変化させて薄肉部と厚肉部を設け、薄肉部により全体を低バネにして過大入力時の液圧上昇を抑制することも行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１８６７３９号公報

図７はこのような薄肉部を設けたインシュレータ１０３を主たる振動の入力方向から模式的に示すものであり、薄肉部１１１を十文字状に形成し、隣り合う薄肉部１１１間を相対的に肉厚で略扇形をなす厚肉部１１２（格子状のハッチングで示す）としてある。中心部には振動入力部１０４が設けられ、ここに主たる振動が入力するようになっている。

ところで、上記薄肉部１１１を設けたことにより厚肉部１１２は扇形をなし、外周側拘束部１１２Ａの幅ａが中央側拘束部１１２Ｂの幅ｂと比べて著しく大きくなるため、主たる振動の入力方向（以下、上下方向という）と直交する方向（以下、横方向という）の入力によって厚肉部１１２の外周側拘束部１１２Ａ近傍部と中央側拘束部１１２Ｂ近傍部間が引っ張り及び圧縮変形を主体にする弾性変形を行うとき、外周側拘束部１１２Ａと中心部１１２Ｂの各近傍部間における剛性差が顕著になる。その結果、より剛性の小さい中央側拘束部１１２Ｂ側に大きな応力集中が生じることになり、耐久性の低下を招き易くなる。

さらに厚肉部の中央部にて振動入力部を一体に覆う剛体被覆部を設けることもあるが、この剛体被覆部の肉厚は製造限界程度のせいぜい１．５ｍｍ程度になっている。このため剛体の振動入力部により動きが規制されるため、厚肉部は中央の振動入力部にて分断されることになり、弾性変形の自由長（図３のｆ参照）は比較的短くなる。このため中央側拘束部１２Ｂ近傍における応力集中が強くなって、比較的少ない回数の反復振動でこの部分にクラック等の不都合が生じる原因になっていた。しかしこの肉厚が耐久性向上に影響しているという知見は存在しなかった。

また、上下方向のバネをＺ、横方向の同一平面内における直交２方向のバネをＸ，Ｙとした場合、横方向のバネを上下方向よりも大きくすると、上記応力集中が顕著になるから、横方向のバネを大きくしたくても耐久性の点からあまり大きくできず、各方向のバネ比Ｚ：Ｘ：Ｙは、せいぜい１：０．８：０．４程度にされていた。しかし、近年はＸ及びＹをＺに対して１．０もしくはそれ以上にするようなバネ比を大きく改善したものが求められるようになった。
そこで本願は、薄肉部を設けた場合であってもインシュレータの耐久性を向上させることができるようにすることを主たる目的とし、併せて横方向のバネを大きくするようにバネ比を改善することも目的とする。

上記課題を解決するため本願の防振装置に係る請求項１の発明は、入力振動の伝達を弾性変形により遮断するためのインシュレータを備え、このインシュレータに形成された凹曲面部の中心部に主たる振動の入力部を設け、かつこの振動入力部周囲におけるインシュレータの肉厚を相対的に変化させて薄肉部と厚肉部を設けた防振装置において、
前記インシュレータの凹曲面部は、主たる振動の入力方向から見たとき略円形をなすとともに、前記厚肉部は略一定幅の帯状をなし、前記振動入力部を通って直径方向へ横断しているとともに、前記厚肉部は中央部に、前記振動入力部となる金具の表面を覆う剛体被覆部を備え、
この剛体被覆部の肉厚を１．７ｍｍ以上の厚肉にしたことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、前記厚肉部を挟んで左右対称に略半円状の前記薄肉部が設けられていることを特徴とする。

請求項３の発明は上記請求項１における防振装置が車両に搭載して使用されるものであるとともに、車両搭載時に前記厚肉部を車両の前後方向へ配置することを特徴とする。

請求項４の発明は上記請求項１において、主たる振動の入力方向におけるバネをＺ、主たる振動の入力方向と直交する平面内にてさらに直交する２方向のバネをＸ、Ｙとしたとき、Ｚに対するＸまたはＹの各バネ比を、
Ｚ：ＸまたはＹ＝１：１以上としたことを特徴とする。

請求項５の発明は上記請求項１における防振装置が、前記凹曲面部に囲まれた空間内へ非圧縮性液体が封入されることにより、前記インシュレータが液室の一部を構成する液封防振装置であることを特徴とする。

請求項６の発明は上記請求項５において、前記液封防振装置が前記液室として仕切部材で区画されかつオリフィス通路で連絡された主液室と副液室とを備え、前記仕切部材には前記主液室に開放されたホールを設け、このホールの前記主液室と反対側を弾性膜部材によって閉じるとともに、
中高周波域における入力振動の周波数変化に応じて、前記ホールによる共振、前記弾性膜部材による共振、前記薄肉部による１回目の共振及び２回目の共振、さらに前記厚肉部による共振、をそれぞれ発生することを特徴とする。ここで中高周波域とは１００〜２０００Ｈｚの周波数域をいうものとする。

請求項１の発明によれば、インシュレータの凹曲面部を主たる振動の入力方向から見たとき略円形とし、この円形部の直径方向へ略一定幅で横断するよう前記厚肉部を略帯状に形成したので、厚肉部は外周部の幅と中心部の幅がほぼ一定となり、厚肉部の長手方向における剛性差が小さくなる。このため、横方向の入力に対して厚肉部が長手方向で弾性変形するとき、中心部側への大きな応力集中を抑制でき、厚肉部全体における均一な弾性変形を可能にする。その結果、薄肉部を設けたにもかかわらず、インシュレータの耐久性をさらに向上させることができる。
しかも、前記厚肉部は中央部に、前記振動入力部となる金具の表面を覆う剛体被覆部を備え、この剛体被覆部の肉厚を１．７ｍｍ以上の厚肉にしたので、金具により厚肉部の長さ方向における変形の自由長を分断することがなく、剛体被覆部が前記振動入力部に拘束されず自由に動きやすくなり、厚肉部の弾性変形における自由長が拡大されて長くなるため、応力集中が緩和され、金具近傍における耐久性が飛躍的に向上する。

請求項２の発明によれば、厚肉部を挟んで左右対称に略半円状の薄肉部を配置することにより、薄肉部を大きくでき、厚肉部の長手方向と、これに直交する方向のバネ比を明瞭に変化させることができる。

請求項３の発明によれば、防振装置を車両用にするとともに、車両搭載持に厚肉部を車両の前後方向へ配置することにより、前後方向のバネを大きくすることができる。

請求項４の発明によれば、上下方向のバネＺに対する、横方向で直交する２方向のバネＸまたはＹの各バネ比を、１：１以上としたので、横方向における直交２方向のバネＸ及びＹの各バネ比を１以上と大きく改善することができる。

請求項５の発明によれば、凹曲面部による空間内へ非圧縮性液体を封入して液封防振装置とすることにより、薄肉部を有するインシュレータを備えた液封防振装置の耐久性を向上させることができる。

請求項６の発明によれば、液封防振装置は仕切部材で区画されかつオリフィス通路で連絡された主液室と副液室とを備え、仕切部材には主液室に開放されたホールを設け、このホールの前記主液室と反対側を弾性膜部材によって閉じるように構成し、中高周波域における入力振動の周波数変化に応じて、前記ホールによる共振、前記弾性膜部材による共振、前記薄肉部による１回目の共振及び２回目の共振、さらに前記厚肉部による共振、をそれぞれ発生するようにしたので、これら多くの共振が順次発生することによって広範囲の周波数域において動特性を改善できる。

以下、自動車用エンジンマウントとして構成された実施形態を説明する。図１は、このエンジンマウント１の平面図であり、円形の本体部２の上部にインシュレータ３が一体化される。インシュレータ３の中心部にはブロック状の金具からなる振動入力部４が埋設一体化され、この頂部へボルト５でエンジンブラケット６の一端が取付けられている。振動入力部４は適宜金属等からなる剛体である。エンジンブラケット６の他端はエンジン（図示省略）へ取付けられる。７は本体部２の下部に溶接一体化された取付金具であり、車体側へボルト止めされる。

図２は図１の２−２線断面図であり、振動入力部４及びボルト５の軸線中心を通る中心線Ｌに沿う断面である。この図において、中心線Ｌに沿う方向を上下方向とし、中心線Ｌを図の上下方向に配置した図示状態において、図の上方すなわち主たる振動の入力側となる振動入力部４のある側を上方とし、その反対側となる本体部２の下部が位置する側を下方とする。また中心線Ｌに沿って下方へ向かう方向を主たる振動の入力方向Ｚとし、これと直交する方向を横方向とし、さらに横方向における直交２方向のうち、使用状態で車体の前後方向及び左右方向と平行な方向をそれぞれ前後方向Ｘ及び左右方向Ｙとする（図１及び３参照）。

本体部２は金属製の円筒状をなす外側筒金具８とその上部へ取付けられる金属及びゴムの複合体からなるストッパ９を有する。ストッパ９はインシュレータ３の周囲を囲み、かつインシュレータ３の下端部は外側筒金具８の上部内側へ嵌合されている。

インシュレータ３は適宜物性を有する公知の防振ゴム材料からなり、全体として中空の略円錐状もしくは略ドーム状をなし、図示断面で内面が略半球状の凹曲面からなる凹曲面部１０をなす。インシュレータ３には、凹曲面部１０に開放された凹部を設けることにより形成された薄肉部１１が周方向へ適宜間隔で設けられ、この薄肉部１１以外の部分が相対的に厚肉部１２となっている。

インシュレータ３の外周部には、外側筒金具８の内側に嵌合された内側筒金具１３の上部で断面略コ字状をなす小径部１３ａが埋設一体化されている。
内側筒金具１３は全体として略円筒状をなし、外側筒金具８よりも板厚が薄い金属で構成されて、インシュレータ３の外周部へ埋設される部分が小径部１３ａをなし、その下方の段部１３ｂを介して外側筒金具８の内周面へ重なる拡径部１３ｃとなって下方へ延出している。

インシュレータ３のドーム状をなす凹曲面部１０は主液室１４の一部を構成する。主液室１４の底部は第１仕切部材１５で塞がれている。第１仕切部材１５は円形ディスク状をなし、外周部に上方へ開放されたオリフィス溝１６が形成され、その上を蓋１７で覆うことにより、オリフィス通路１８を形成している。
オリフィス通路１８は、図では見えないが、蓋１７に形成された開口を介して主液室１４と連通するとともに、オリフィス溝１６の底部に形成された、やはり図で見えない開口より第２仕切部材１９のオリフィス溝２０と連通する。

第２仕切部材１９は外周部にオリフィス溝２０を上向き開放して形成した円形ディスク状をなし、その上面へ重ねられた第１仕切部材１５により覆われる。オリフィス溝２０の底部には図で見えない開口が形成され、ここで第２仕切部材１９下方の副液室２１へ連通している。副液室２１の下方は、ダイアフラム２２で覆われ、副液室２１の容量を可変にしている。ダイアフラム２２の外周部には金属製のリング２３が一体化され、内側筒金具１３の一部をなす拡径部１３ｃの内側へ圧入されている。

主液室１４、副液室２１、オリフィス通路１８及び２０には非圧縮性液体が封入されている。オリフィス通路１８及び２０は主液室１４と副液室２１を連通し、振動入力部４を介して主液室１４へ入力した振動により液体がオリフィス通路１８及び２０を介して主液室１４と副液室２１間を流動するとき、液柱共振を発生して入力振動のエネルギーを吸収し、振動伝達を遮断するようになっている。この例では、アイドル運転時等の比較的低周波域（例えば、２０Ｈｚ以下程度）にて液柱共振を発生するように設定されている。

第１仕切部材１５と第２仕切部材１９の間には弾性膜部材２４が主液室１４と副液室２１を区画するように配置され、周囲を挟持されている。弾性膜部材２４は、第１仕切部材１５の中央部に形成された円形穴の第１ホール２５を介して主液室１４に臨み、同じく第２仕切部材１９の中央部に形成された円形穴の第２ホール２６を介して副液室２１に臨んでおり、入力振動に伴い主液室１４の液圧が上昇すると弾性変形してこれをキャンセルするようになっている。

また、弾性膜部材２４は、入力振動によって主液室１４内に発生する液体流動に応じて弾性変形することにより、１００〜２０００Ｈｚ程度の中高周波域における特定の入力振動周波数に対して共振する。この共振は弾性膜部材２４が共振振動することによる膜共振であり、このときの共振周波数は弾性膜部材２４のバネ弾性の調整によって比較的自由に設定することができる。

さらに主液室１４の液体が第１ホール２５を通って流動するとき、この液体流動によって中高周波域における特定周波数で液柱共振（これをホール共振ということにする）が発生する。このホール共振における共振周波数は弾性膜部材２４の上方かつ第１ホール２５内における液体流動空間の容積に関係するため、通路開口面積等の調整によって比較的自由に設定することができる。

また、インシュレータ３の薄肉部１１及び厚肉部１２も一種の弾性膜部材として機能するから、やはり中高周波域における入力振動によって特定の周波数にてそれぞれ膜共振することになる。各共振周波数は薄肉部１１及び厚肉部１２における肉厚を調整して各バネ弾性の調整をすることによって比較的自由に設定することができる。これらの共振点による動特性については後述する。

インシュレータ３の外周部のうち、小径部１３ａの近傍部は、拡径部１３ｃの下方へ張り出す段部２７をなす。また、拡径部１３ｃの内側にも比較的薄肉のライナー部２８がインシュレータ３と連続一体に形成されている。

このエンジンマウント１を組み立てるには、まず振動入力部４と内側筒金具１３をインシュレータ３で一体化した小組体を作って、これを図示状態に対して倒立させ、その中に蓋１７，第１仕切部材１５、第２仕切部材１９及びダイアフラム２２をこの順に拡径部１３ｃ及びライナー部２８で構成される円筒部内へ入れ、拡径部１３ｃの下端部を内側へ折り曲げて折り曲げ部２９を形成することにより組立一体化された中間組立体とする。

このとき、折り曲げ部２９はダイアフラム２２の外周部に一体化されている金属製のリング２３と金属同士で接触して強固に結合する。また、蓋１７及びオリフィス溝１６は段部２７により位置決めされ、かつ段部２７へ密接させられることによりシールされる。

このように、インシュレータ３、振動入力部４、内側筒金具１３、第１仕切部材１５、蓋１７，第２仕切部材１９及びダイアフラム２２は、中間組立体として一体化され、さらにこの中間組立体の内側筒金具１３を外側筒金具８内へ嵌合して、ストッパ９と一体化することにより全体が組み立てられる。
このとき、外側筒金具８の上端部は外向きフランジ３０をなし、この上に内側筒金具１３の上端部に形成された外向きフランジ３１が重ねられ、さらに、ストッパ９の下端部３２を重ね、この下端部３２を各フランジ３０及び３１の回りへ断面略Ｕ字状に折り曲げてロールカシメすることにより、各部材が連結一体化される。

ストッパ９の外側は金属であるが、その内側にはライナーゴム３３が一体化され、振動入力部４の外周部から側方へ突出する突部３４の移動を緩衝しながら受け止めるようになっている。突部３４の表面にも、インシュレータ３と一体に連続する被覆部３５が形成されている。

図３はインシュレータ３の凹曲面部１０を図２の下方から示した図であり、凹曲面部１０は略円形をなしている。厚肉部１２（格子状のハッチングで示す）は略帯状をなし、振動入力部４を通って凹曲面部１０を直径方向へ横断し、長手方向を前後方向へ向けて配置され、前後端部の内側筒金具１３（図２）と結合する部分は外周側拘束部１２Ａをなし、中央部の振動入力部と結合する部分は中央側拘束部１２Ｂをなす。厚肉部１２の幅ａは振動入力部４近傍となる剛体被覆部１２Ｃを含めて全長にわたり略一定である。厚肉部１２の左右には略半円状をなす薄肉部１１が左右対称に設けられる。

厚肉部１２はインシュレータ３に剛性を増大させる部分であり、前後方向に長く左右方向は幅が狭くなっている。このためインシュレータ３の前後方向における断面では全長において厚肉部１２となるのでボリュームが大きくなり、この方向のバネは大きくなる。
インシュレータ３の左右方向では、狭い幅の厚肉部１２を挟んで両側に薄肉部１１が位置するため、この方向における断面は凹部が多くなってボリュームが少なくなり、この方向のバネが小さくなる。なお、インシュレータ３のこれら各方向におけるバネの大きさも、方向の表現ＸＹＺと一致させるものとする。

薄肉部１１は、インシュレータ３における上下方向及び左右方向のバネＹ及びＺを弱くするための部分である。これに対して厚肉部１２は肉厚が薄肉部１１よりも大きいため、相対的に剛性が高くなり、前後方向のバネＸを高バネ化する。すなわち、直交３方向のバネ、Ｘ・Ｙ・Ｚはそれぞれ異なる大きさを示す。

この例では、これらのバネ比、Ｚ：Ｘ：Ｙは、１：１．５：１程度である。但し、このバネ比は、Ｚに対してＸ及びＹがそれぞれ１以上（Ｚを１とする）とし、その比は使用条件等に応じて任意に設定できる。特に、前後方向のバネを強くしたい場合には、Ｘを１．５以上に設定することが好ましく、例えば、Ｚ：Ｘ：Ｙ＝１：１．７：１．１程度にすることもできる。Ｘ及びＹの上限は定めないが自ずから一定の限度がある。
また、各方向におけるバネＸ、Ｙ、Ｚの大きさは、厚肉部１２や薄肉部１１の肉厚及び幅等を調整することにより自由に設定でき、その結果、これらＸ、Ｙ、Ｚのバネ比も自由に調整できる。

厚肉部１２は中央の振動入力部４を覆って前後へ帯状に形成され、前後端部にて厚肉部１２の中央部では厚肉化された剛体被覆部１２Ｃにより振動入力部４の上で前後へ連続している。このため厚肉部１２の弾性変形は振動入力部４で分断されず、剛体被覆部１２Ｃにより振動入力部４の前後で一体に変形する。その結果、例えば、振動入力部４より前方側の厚肉部１２における弾性変形は中央側拘束部１２Ｂを越えて後方側まで拡大される。

本願の剛体被覆部１２Ｃにおけるような厚肉構造を欠く従来例では、厚肉部１２の変形が振動入力部４で分断されているため、インシュレータ３の厚肉部における弾性変形の自由長ｆが中央側拘束部１２Ｂを越えることができなかったところを、本願では中央側拘束部１２Ｂを越えて大きく延長する自由長Ｆを形成できる。

なお、４０は剛体被覆部１２Ｃの中央に形成された成形時の位置決め穴であり、この部分で振動入力部４一部露出させるが、この穴は小さなものであるため、振動入力部４を前後に挟む厚肉部１２の前後部分の一体化を損なうものではない。また振動入力部４の幅よりも厚肉部１２の中央部の左右幅が広いので、前後の厚肉部１２は振動入力部４の左右方向でも連続一体化しているため、前後部分が一体に弾性変形することに役立っている。
厚肉部１２の幅方向縁部４１及び４２は、薄肉部１１を金型で形成することにより直線状をなしている。

図４はインシュレータ３の図２における振動入力部４近傍を拡大した図であり、振動入力部４の下端部である金具下面４ａは、厚肉部１２の中央部でもある剛体被覆部１２Ｃにて覆われている。この剛体被覆部１２Ｃは従来と比べて比較的厚肉であり、例えば、肉厚Ｔは３〜５ｍｍ程度になっている。但し、肉厚Ｔは大きな自由長形成の上で重要であり、下限側は１．７ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上とし、より好ましくは、３ｍｍ以上とする。後述するように、剛体被覆部１２Ｃの肉厚は約１．７ｍｍで、弾性変形において前後が連続して自由長の増大に対する顕著な貢献が生じるようになり、これより小さくなると前後が分断されてほとんど自由長の増大に寄与しない。また３ｍｍ程度で肉厚変化に対して自由長が増大する割合が次第に小さくなるため、３ｍｍの前後となる２〜５ｍｍ程度が効果的となる。

上限は、薄肉部１１の内面側に形成される凹部１１Ａのうち、最も上方へ入り込んだ最高部１１Ｂを通る水平線ｃと剛体被覆部１２Ｃの下面との寸法程度とする。剛体被覆部１２Ｃの上面が水平線ｃを上へ超えると、振動入力部４の周囲が拘束部１２Ｂとして機能しなくなり、インシュレータ３におけるバネ特性が不安定になるためである。この例では上限側は約７ｍｍである。

図５は厚肉部１２の肉厚変化に対する歪み（％）と許容回数の変化率（％）との関係を示すグラフである。各肉厚毎にエンジンマウント１を反復振動させて加振し、拘束部１２Ｂにおいてクラック等の不具合が生じるまでの耐久試験により得られた結果である。許容回数とはクラック等の不具合が発生するまでの加振回数（１００万回オーダー）であり、許容回数の変化率とは許容回数の増減割合である。

例えば、肉厚１．５ｍｍのとき、歪みは３１である。またこのときの許容回数を基準とすれば許容回数の変化率は１である。
肉厚３ｍｍのときは歪みが約２０％低減され、許容回数の変化率２００％以上の改善となる。さらに肉厚を５ｍｍにすると、歪みは２２となり、１．５ｍｍの時と比べて歪みが約３０％低減され、許容回数の変化率は２７０％弱になる。
すなわち、歪みの低減が耐久性向上において顕著な変化を示すことが判る。

この図から明らかなように、横軸の肉厚（ｍｍ）に対して右下がりに変化する歪みの曲線と右上がりに変化する許容回数の変化率を示す曲線は、肉厚約１．７ｍｍで第１変曲点Ｐ１を示し、両曲線は肉厚約２ｍｍで交わり、その後それぞれ約３ｍｍで第２変曲点Ｐ２を迎える。第１変曲点Ｐ１〜第２変曲点Ｐ２の間は、肉厚変化に対して急激に許容回数の変化率が上昇し、逆に歪みが小さくなって歪みが緩和され、耐久回数が増大することを意味する。この範囲では剛体被覆部１２Ｃが振動入力部４による拘束から開放されて自由に動けるようになった状態にあることを示す。

肉厚が約１．７ｍｍより小さいと第１変曲点Ｐ１に至らず、肉厚変化に対して許容回数の変化率及び歪みの変化が緩慢である。この状態は、剛体被覆部１２Ｃが振動入力部４に拘束されて自由に動けない状態にあることを示す。
また、肉厚が約３ｍｍより大きくなると、第２変曲点Ｐ２を超えて肉厚変化に対する許容回数の変化率及び歪みの変化が次第に緩慢になる。したがって、耐久性向上に貢献するものの、剛体被覆部１２Ｃの自由な動きはすでに十分になっているため、肉厚変化に対する効果の割合は次第に小さくなることを示す。

図６は本エンジンマウント１における各共振点の設定を示すため、本実施例に係るエンジンマウント１の動特性を示すグラフであり、横軸に周波数（Ｈｚ）、縦軸に動バネ定数Ｋ＊（Ｎ／ｍｍ）及び位相Ｐ（ｄｅｇｒｅｅ）を取ってある。また、このグラフは中高周波域における入力振動の周波数のうち、約１００〜１０００Ｈｚ程度の範囲のみを示すものである。したがって、低周波域で発生するオリフィス通路１８による液柱共振は表示されていない。

この図において、上段の位相曲線に明らかなように、中高周波域においては周波数が増大するにしたがって、共振Ａ〜Ｅが順次発生するようになっている。Ａは第１ホール２５によって生じるホール共振、Ｂは薄肉部１１による１回目の膜共振、Ｄは弾性膜部材２４によって生じる膜共振、Ｄは薄肉部１１による２回目の膜共振、Ｅは厚肉部１２による膜共振である。

なお、このように共振点が多数併存する場合には、ある共振点は他の共振点によって影響を受けたものになる。したがって上記各共振点は他の共振を複合して合成した結果（以下、連成という）のものである。この連成は隣り合う共振点が適度に離れていると平準化するように作用し、接近しすぎると増幅することがある。したがって、本実施例では１００Ｈｚ以上離してある。特に、弾性膜部材２４による膜共振（Ｃ）と薄肉部１１による２回目の膜共振（Ｄ）は、そのバネ弾性の設定により隣り合って最も接近した状態で発生しているが、やはりＣＤ間に１００Ｈｚ以上の間隔を設けてある。

図の下段は動バネ特性であり、これらの共振点Ａ〜Ｅの連成結果を示すものである。この特性から明らかなように、上記の如く各共振点Ａ〜Ｅを順次発生させることにより、中高周波域が比較的低動バネ状態に平準化され好ましい動特性を実現できる。なお、この平準化は各共振点を１００Ｈｚ以上離すことによってより確実になる。

また、共振の発生順序も上記平準化には重要であり、薄肉部１１による膜共振Ｂ及びＤの間に弾性膜部材２４による膜共振Ｃを挟むことにより、各膜共振Ｂ〜Ｅを適切な間隔で発生させて全体の平準化を実現できるような調整を容易にすることができる。したがって、この順序を変化させると、各膜共振発生部間におけるバネ調整が難しくなる等の問題が生じる場合がある。

さらに、この膜共振におけるバネ調整においては、弾性膜部材２４のバネ設定も重要であり、弾性膜部材２４をあまり硬くしてバネを上げると、薄肉部１１による２回目の膜共振Ｄとの間隔が狭くなって増幅された連成になる。このため、弾性膜部材２４のバネ設定は、両隣の共振点Ｂ及びＤとの兼ね合いを考慮して適度に設定する必要がある。

次に、本実施形態の作用を説明する。図２において、エンジンマウント１の車体搭載時には、エンジンからの初期荷重により、振動入力部４が下方へ押されて移動し、内側筒金具１３の上部と振動入力部４間におけるインシュレータ３の弾性変形部は当初略ハの字状断面をなしていたものが、仮想線で示すように略水平となるまでに初期変形する。

この状態で振動入力部４へ上下方向の振動入力があれば、インシュレータ３の弾性変形部はせん断を主体とする弾性変形を行い、横方向では圧縮及び引っ張りを主体とする弾性変形を生じる。また、薄肉部１１が存在することにより、上下方向のバネＺはさらに小さくなる。その結果、バネ比はＺに対してＸ及びＹ側が著しく大きくなる。すなわち、このエンジンマウント１は上下方向よりも横方向のバネを大きくした形式になっている。

図３において、横方向の振動入力のうち前後方向に対しては、厚肉部１２の長手方向における圧縮及び引っ張りを主体とする弾性変形で対応し、左右方向に対しては、厚肉部１２が主体になって長手方向と直交する方向への曲げによる弾性変形で対応する。また、左右方向では薄肉部１１、１１の存在によりバネＹの値がＸよりも低くなる。したがって、各方向のバネは、Ｘ＞Ｙ＞Ｚとなる傾向を生じるように設定されている。

すなわち、厚肉部１２は前後方向の振動入力に対して、外周部１２Ａと中央側拘束部１２Ｂとの間で、引っ張り及び圧縮を主体とする弾性変形を生じる。このとき、厚肉部１２の肉厚が大きく、かつ長手方向の両端に力を加えるから、前後方向のバネＸが最も高バネ化し、例えば、上下方向のバネＺに対して１．５以上のバネ比を実現している。但し、ＸのＺに対するバネ比は、このような横方向のバネを大きくした形式のものであっても、全体のバランスより、１．０〜１．７程度にすることが好ましい。

左右方向の振動入力に対しては、厚肉部１２及び薄肉部１１の弾性変形で対応するが、薄肉部１１のバネは小さいから厚肉部１２の曲げが主体になる。このため、左右方向のバネＹは、前後方向のバネＸより低めになり、ＹのＺに対するバネ比は、１．０以上かつＸのＺに対するバネ比より小さくなるように調整する。

また、厚肉部１２は略帯状をなし、外周側拘束部１２Ａと中央側拘束部１２Ｂの幅が一致してａとなっており、かつ中間部の幅もほぼ一定であるから、長手方向において剛性差があまり生じていない。このため前後方向の入力に対して弾性変形するときも、厚肉部１２の全体で均一化されることになり、中心側等の特定部位に応力が集中するようなことがない。この厚肉部１２における応力集中回避は、上下・左右の各方向に対する厚肉部１２の弾性変形においても同様である。

そのうえ、厚肉部１２の中央部に振動入力部４の先端を覆う厚肉の剛体被覆部１２Ｃを設けるとともに、この剛体被覆部１２Ｃの肉厚を１．７ｍｍ以上としたので、剛体被覆部１２Ｃ部分を振動入力部４で拘束されず自由に動けるようにして、厚肉部１２の弾性変形における自由長を増大させ、中央側拘束部１２Ｂにおける歪みを大きく緩和することができるようになった。したがって、薄肉部１１を設けた構造であっても、厚肉部１２の反復継続的な弾性変形に対する耐久性を向上させることができる。

しかも、上記厚肉部１２の耐久性向上により、薄肉部１１を有するインシュレータ３において、横方向のバネＸ・Ｙを上下方向のバネＺに対してより高くすることができるようになるから、バネ比の改善と耐久性の向上を同時に実現できる。また、直交３方向における各バネＸ、Ｙ、Ｚの設定における自由度が高くなる。

また、本実施例のように、インシュレータ３が初期荷重負荷時における振動入力部４の下方移動によって略水平になって横方向の弾性変形を圧縮及び引っ張りが主となる高バネ設定にする形式のものに対しても好適になる。

また、厚肉部１２を挟んで略半円状の薄肉部１１を左右対称に配置したので薄肉部１１を大きくでき、厚肉部１２の長手方向（前後方向）のバネＸと、これに直交する方向（左右方向）のバネＹのバネ比を明瞭に変化させることができる。そのうえ、車両搭載持に厚肉部１２を車両の前後方向へ配置することにより、前後方向のバネＸを簡単に大きくすることができる。

そのうえ、図６に示したように、中高周波域における入力振動の周波数が増大するにしたがって、第１ホール２５によるホール共振Ａ、薄肉部１１による１回目の膜共振Ｂ、弾性膜部材２４による膜共振Ｃ、薄肉部１１による２回目の膜共振Ｄ、さらに厚肉部１２による膜共振Ｅ、をこの順に発生するようにしたので、これら多くの共振が順次発生することによって、中高周波域における広範囲の動バネ特性を低動バネ側へ平準化できるから、動特性を改善できる。

しかも、薄肉部１１による膜共振Ｂ及びＤの間に弾性膜部材２４による膜共振Ｃを挟むことにより、各膜共振Ｂ〜Ｅを適切な間隔で発生させて全体の平準化を実現できるような調整を容易にすることができる。なお、ホール共振及び各膜共振における各共振点の調節によっては、上記複数の共振発生順序を種々に変更させても動特性を平準化できる場合がある。したがって、これらＡ〜Ｅの５種類の共振をその発生順序にこだわらず、所定周波数間隔で分散させて全体の動特性を低動バネ側へ平準化することにより、中高周波域におけるな動特性を広範囲に改善できる。

なお、本願発明は上記実施形態に限定されず種々に変形や応用が可能である。例えば、Ｘ及びＹのバネ比は必ずしもＸ＞Ｙではなく、Ｘ＝ＹもしくはＸ＜Ｙ等使用条件に応じて自由に設定できる。さらに、このようなバネの方向性は、自由に設定でき、要は主たる振動の入力方向を上下・前後・左右のいずれに向けて設定してもよく、他の直交２方向はこれに応じて適宜に定めることができる。

また、厚肉部１２を前後及び左右方向へ向けて十字状に形成すれば、前後・左右の各バネを大きくすることができる。厚肉部１２の幅や肉厚は自由に調節できる。さらに、薄肉部１１の形状や数並びに肉厚は自由であり、例えば略楕円形にしてもよい。さらに、車両用その他の各種防振装置に適用でき、車両用の場合にはエンジンマウント以外の各種用途にも適用できる。防振装置としては液封形式のものに限らず、例えば、上記液封構造のものから液体を排除したもののような液体を用いないものにも適用できる。

実施形態に係る液封防振装置の平面図 図１の２−２線断面図 インシュレータを主たる振動の入力方向から示す図 図２の一部を拡大した図 肉厚と歪み及び許容回数変化率の関係を示すグラフ 実施例の動特性を示すグラフ 従来例のインシュレータを示す図

符号の説明

１：エンジンマウント、３：インシュレータ、４：振動入力部、１０：凹曲面部、１１：薄肉部、１２：厚肉部、１２Ｃ：剛体被覆部、１４：主液室

Claims (6)

1. 入力振動の伝達を弾性変形により遮断するためのインシュレータを備え、このインシュレータに形成された凹曲面部の中心部に主たる振動の入力部を設け、かつこの振動入力部周囲におけるインシュレータの肉厚を相対的に変化させて薄肉部と厚肉部を設けた防振装置において、
   前記インシュレータの凹曲面部は、主たる振動の入力方向から見たとき略円形をなすとともに、前記厚肉部は略一定幅の帯状をなし、前記振動入力部を通って直径方向へ横断しているとともに、
   前記厚肉部は中央部に、前記振動入力部となる金具の表面を覆う剛体被覆部を備え、
   この剛体被覆部の肉厚を１．７ｍｍ以上の厚肉にした、ことを特徴とする防振装置。
2. 前記厚肉部を挟んで前記薄肉部を略半円状かつ左右対称に設けたことを特徴とする請求項１の防振装置。
3. 車両に搭載して使用されるとともに、車両搭載時に前記厚肉部を車両の前後方向へ配置することを特徴とする請求項１の防振装置。
4. 主たる振動の入力方向におけるバネをＺ、主たる振動の入力方向と直交する平面内にてさらに直交する２方向のバネをＸ、Ｙとしたとき、Ｚに対するＸまたはＹの各バネ比を、Ｚ：ＸまたはＹ＝１：１以上としたことを特徴とする請求項１の防振装置。
5. 前記凹曲面部に囲まれた空間内へ非圧縮性液体が封入されることにより、前記インシュレータが液室の一部を構成する液封防振装置であることを特徴とする請求項１の防振装置。
6. 前記液封防振装置は、前記液室が仕切部材で区画されかつオリフィス通路で連絡された主液室と副液室とを備え、前記仕切部材には前記主液室に開放されたホールを設け、このホールの前記主液室と反対側を弾性膜部材によって閉じるとともに、
   中高周波域における入力振動の周波数変化に応じて、前記ホールによる共振、前記弾性膜部材による共振、前記薄肉部による１回目の共振及び２回目の共振、さらに前記厚肉部による共振、をそれぞれ発生することを特徴とする請求項５の防振装置。

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